CN106660057B - 离心减除分离器 - Google Patents

Abstract

公开了一种分离器设备以及方法。所述分离器设备包括：进口，所述进口可操作以接收包括流体和颗粒的流出物流；离心分离器，所述离心分离器包括可操作以从流体分离出至少一些颗粒的径流式风扇和离心颗粒分离器；流体出口，所述流体出口用于提供流体；以及颗粒出口，所述颗粒出口用于提供从流体分离出的颗粒。这样，可以有效地从流出物流中的流体去除颗粒，而不需要不方便的静电除尘器或者其它大型颗粒分离器。替代地，所述设备提供了在较小范围内的改进的颗粒捕获和去除。这提供了更加有效且紧凑的装置。

Description

离心减除分离器

技术领域

本发明涉及分离器设备和方法。实施例涉及用于分离出流出物流中的流体和颗粒的分离器设备和方法。

背景技术

分离器设备是已知的。这种设备用于处理在流体中包含颗粒的流出物流。

尽管这种设备提供对流出物流的处理，但其具有多个不足。因此，期望的是提供一种改进的分离器设备。

发明内容

根据第一方面，提供了一种分离器设备，包括：进口，该进口可操作以接收包括流体和颗粒的流出物流；离心分离器，该离心分离器包括可操作以从流体分离出至少一些颗粒的径流式风扇和离心颗粒分离器；流体出口，该流体出口用于提供流体；以及颗粒出口，该颗粒出口用于提供从流体分离出的颗粒。

第一方面意识到，当分离流出物流中的颗粒和流体时，分离器设备的效率可能较差。同样，尽管诸如静电除尘器等颗粒分离器可以用于捕获和去除颗粒，但这些颗粒分离器是不方便的，因为其需要较大且需要在高电压（通常为25 kV）下操作才会有效。因此，提供了分离器设备。该设备可以包括接收流出物流的进口。流出物流可以包括流体（诸如气体）和颗粒。该设备还可以包括离心分离器。该离心分离器可以包括径流式风扇和离心颗粒分离器。径流式风扇和离心颗粒分离器均可以从流体分离出至少一些颗粒以提供经处理流体。该设备还可以包括流体出口，该流体出口提供经处理流体（不含分离出的颗粒）。该设备还包括颗粒出口，该颗粒出口提供从流体分离出的颗粒。这样，可以有效地从流出物流中的流体去除颗粒，而不需要不方便的静电除尘器或者其它大型颗粒分离器。替代地，该设备提供了在较小范围（footprint）内的改进的颗粒捕获和去除。这提供了更加高效且紧凑的装置。

在一个实施例中，流出物流包括水。相应地，流出物流也可以包含水。在一个实施例中，该设备包括进水口，该进水口可操作以将水引入到流出物流。替代地，或者额外地，水可以被添加至流出物流。在任何一种情况下，水的存在可以促进通过离心分离器分离和捕获流体中的颗粒。

在一个实施例中，离心分离器包括由通过边缘联接的基板和相对板限定的圆柱形腔室。应理解，该相对的板之间的距离可以显著地小于这些相对的板的直径，这提供了尤其紧凑的布置。

在一些实施例中，进口位于相对板的中心。将进口设置在板内的中心有助于使离心分离最大化并且避免复杂的供给。

在一个实施例中，颗粒出口位于基板中并且可操作以将颗粒和水排到槽中。因此，颗粒和水可以在重力下被去除。

在一个实施例中，流体出口位于相对板中并且可操作以排出流体。因此，经处理流体可以在压力下从离心分离器被排出或者排放。

在一个实施例中，颗粒出口和流体出口定位为径向地远离进口。

在一个实施例中，径流式风扇是可旋转的并且包括从进口朝着边缘延伸的多个叶片。

在一个实施例中，叶片朝着边缘逐渐变小。设置为朝着边缘逐渐变小减小了在边缘附近的湍流。

在一个实施例中，叶片在边缘之前终止以限定蜗室，被叶片加速的流出物流接收在该蜗室中。因此，流出物流可以被接收在限定在叶片的端部与边缘之间的蜗室内。

在一个实施例中，蜗室的壁配置为携带颗粒和水以从流体分离出颗粒和水。因此，颗粒和水可以由壁接收和保留以从经处理流体分离出该颗粒和该水。

在一个实施例中，颗粒出口设置为靠近边缘和叶片的端部中的至少一个。因此，颗粒出口设置在颗粒聚集位置的附近。

在一个实施例中，流体出口设置为靠近边缘和叶片的端部中的至少一个。

在一个实施例中，离心颗粒分离器是可旋转的并且包括多个导管，该多个导管轴向地延伸靠近边缘以接收流出物流。因此，离心颗粒分离器可以由导管形成，该导管沿着离心颗粒分离器的旋转轴线延伸接近其边缘并且接收流出物流。因此，导管可以与离心颗粒分离器的旋转轴线对齐。

在一个实施例中，导管的壁配置为携带颗粒和水，以在导管的旋转期间当流出物流被输送通过导管时，从流体分离出颗粒和水。因此，在流出物流穿过这些导管时，导管的壁接收和保留颗粒和水。

在一个实施例中，每个导管包括：用于接收流出物流的导管进口，以及如用于排出流体的出口的导管出口，壁携带的燃烧颗粒和水通过进口排回。因此，分离出的颗粒和水通过导管的进口从每个导管排回。

在一个实施例中，导管形成在沿着边缘延伸的环形体内。因此，导管形成在从边缘延伸的环内。

在一个实施例中，从被径流式风扇的蜗室的壁携带的颗粒和水分离出的流体被输送至离心颗粒分离器的导管。因此，径流式风扇可以执行初始分离并且离心颗粒分离器可以执行随后分离。

在一个实施例中，叶片和导管的尺寸设置为使蜗室内的流体速度与导管内的流体速度相匹配。这有助于减小湍流。

在一个实施例中，该设备包括驱动器，该驱动器可操作以使离心分离器旋转。

在一个实施例中，进口与离心分离器之间的公差的尺寸设置为该公差被水填充以提供旋转密封。因此，水也可以用于提供旋转密封。

在一个实施例中，相对板包括排出孔，该排出孔可操作以排出接收在其表面上的水。因此，从出口或者与出口联接的空隙排出的水然后流回到离心分离器中用于去除水和任何携带的颗粒。

在一个实施例中，该设备可操作以在压力下将流出物流从进口输送至出口。

在一个实施例中，该设备包括泵，该泵可操作以将从颗粒出口接收到的水泵送至进水口和支撑离心分离器的轴承中的至少一个。因此，相同的驱动器和水可以用于多个目的。

根据第二方面，提供了一种处理流出物流的方法，包括：在进口接收包括流体和颗粒的流出物流；用径流式风扇和离心颗粒分离器从流体离心地分离出至少一些颗粒；在流体出口提供流体；以及在颗粒出口提供从经处理流体分离出的颗粒。

在一个实施例中，流出物流包括水。

在一个实施例中，该方法包括：将水引入到流出物流中。

在一个实施例中，离心分离器包括由通过边缘联接的基板和相对板限定的圆柱形腔室。

在一些实施例中，进口位于相对板的中心。

在一个实施例中，该方法包括：通过位于基板中的颗粒出口将颗粒和水排出到槽中。

在一个实施例中，该方法包括：通过位于相对板中的流体出口排出流体。

在一个实施例中，颗粒出口和经处理流体出口定位为径向地远离进口。

在一个实施例中，该方法包括：使径流式风扇旋转，该径流式风扇包括从进口朝着边缘延伸的多个叶片。

在一个实施例中，叶片朝着边缘逐渐变小。

在一个实施例中，叶片在边缘之前终止以限定蜗室，被叶片加速的流出物流接收在该蜗室中。

在一个实施例中，该方法包括：在蜗室的壁上携带颗粒和水以从流体分离出颗粒和水。

在一个实施例中，颗粒出口设置为靠近边缘和叶片的端部中的至少一个。

在一个实施例中，经处理流体出口设置为靠近边缘和叶片的端部中的至少一个。

在一个实施例中，该方法包括：使离心颗粒分离器旋转，该离心颗粒分离器包括多个导管，该多个导管轴向地延伸靠近边缘以接收流出物流。

在一个实施例中，该方法包括：在导管的壁上携带颗粒和水以在导管的旋转期间在流出物流被输送通过导管时从流体分离出颗粒和水。

在一个实施例中，该方法包括：在每个导管的导管进口接收流出物流以及在每个导管的导管出口排出流体，并且通过进口排回壁所携带的燃烧颗粒和水。

在一个实施例中，导管形成在沿着边缘延伸的环形体内。

在一个实施例中，该方法包括：将从被径流式风扇的蜗室的壁携带的颗粒和水分离出的流体输送至离心颗粒分离器的导管。

在一个实施例中，叶片和导管的尺寸设置为使蜗室内的流体速度与导管内的流体速度相匹配。

在一个实施例中，该方法包括：用驱动器使离心分离器旋转。

在一个实施例中，该方法包括：将进口与离心分离器之间的公差的尺寸设置为该公差被水填充以提供旋转密封。

在一个实施例中，该方法包括：通过设置在相对板中的排出孔来排出接收在相对板的表面上的水。

在一个实施例中，该方法包括：在压力下将流出物流从进口输送至出口。

在一个实施例中，该方法包括：将从颗粒出口接收到的水泵送至进水口和支撑离心分离器的轴承中的至少一个。

其它特定的和优选的方面在所附独立权利要求和从属权利要求中进行陈述。从属权利要求的特征可在适当时与独立权利要求的特征进行组合，并且可以是不同于权利要求书中明示地陈述的组合之外的组合。

在设备特征被描述为可操作为以提供一种功能的情况下，应理解，这包括提供该功能的设备特征或者适应于或者配置为提供该功能的设备特征。

附图说明

现在将参照附图进一步对本发明的实施例进行描述，在附图中：

图1A和图1B图示了根据一个实施例的分离器设备；以及

图2A至图2C更加详细地图示了图1A和图1B的分离器设备的离心分离器。

具体实施方式

在讨论实施例之前，首先将提供概述。实施例提供了一种分离器，该分离器具有用于处理流出物流的离心分离器。该离心分离器使用径流式风扇和离心颗粒分离器，该径流式风扇和该离心颗粒分离器有助于提取流出物流中存在的粒状物或者其它材料。

该分离器离心地操作通过径流式风扇和离心颗粒分离器的组合。径流式风扇和离心颗粒分离器两者的存在提供了在紧凑布置内的高效率且有效的颗粒分离。尤其，径流式风扇执行初始分离以从流出物流（诸如气体）中至少去除一些颗粒。至少去除了一些颗粒的流出物流被提供至离心颗粒分离器，在该离心颗粒分离器处至少进一步去除了一些颗粒。通常，水或者其它液体可存在于流出物流内（或者可被引入到流出物流中）以在离心分离器内促进颗粒的携带。离心分离器去除颗粒和水,并且排放出不含被去除的颗粒和水的流体作为经处理流体。因此，经处理流体将去除绝大多数颗粒和任何的水。该经处理流体然后可以被排出或者提供用于随后的进一步处理。

分离器设备

图1图示了根据一个实施例的分离器设备,总体上为10A。该分离器设备10A处理流出物气体流。流出物流在进口208处被接收供给腔室30A。流出物流包括流体流,以及粒状材料和液体，该液体在本示例中为水，但应理解，也可以使用其它液体。

离心分离器

流出物流由离心分离器40接收，该离心分离器40在图2A至图2C中更加详细地图示。尤其，设置了进口45，流出物流通过该进口45被离心分离器40接收，包括任何水以及在流体流和水中已经携带的任何燃烧颗粒。

离心分离器40可操作以在共同壳体200A内相对于分离设备10A的其它部件旋转。离心分离器40的尺寸被选择为在共同壳体200A中提供合理的配合以阻止流体经由排出孔绕过离心分离器40。腔室30A的端部与相对板140的顶部之间的间隙的尺寸设置为足够小以使回流最小化，否则回流会破坏离心分离器40生成的吸力。水通常填充该间隙，进一步减小泄漏。

离心分离器40由驱动器（未示出）旋转，该驱动器联接至马达联接器50A并且具有一对相对的板120和140，在该对相对的板120和140之间是径流式风扇部件，该径流式风扇部件为从相对板140上直立的离心颗粒分离器提供供给。在概述中，在进口45处接收的流经历两阶段的分离过程以从流体流去除颗粒和水以留下流体流。流出物流中存在的水帮助去除颗粒。因此，离开离心分离器40的流体流将去除大多数水和颗粒。

尤其，作为第一阶段，流出物流被径流式风扇部件的叶片125从进口45朝着边缘100加速。该初始动作执行初始分离，这是因为许多颗粒和许多水当时被边缘100的内表面携带，并且经由设置在离心分离器40的基板120中的排出孔110排出到槽60中。应理解，如果流出物流中不是已经存在水，则可以通过腔室30A或者离心分离器40内的分离设备10A添加水，以帮助在离心分离器40中捕获颗粒。

离心分离器40包括基板120和相对板140，该相对板140与该基板120间隔隔开以在板120和140之间创建腔室、空隙或者空间，流出物流在该腔室、空隙或者空间内流动。相对板140在其中心设有进口45，该进口45从腔室30A接收流出物流。基板120和相对板140在外围或者边缘100处熔合在一起。在板120和140之间是叶片125，该叶片125迫使流出物流从中心至外围，从而在进口45处使压力减小。在该示例中，叶片相对于进口45切向地布置并且是弯曲的且朝着边缘100逐渐变小。然而，应理解，也可以使用叶片125的其它布置。如在图2C中最佳地示出的，叶片125仅仅朝着边缘100部分地延伸，从而留出明显的通道或者蜗室（volute），燃烧颗粒和水可以聚集在该通道或者蜗室内。

来自腔室30A的流出物流的正压力与径流式风扇部件引起的流出物流的加速度一起，使得流出物流的流一旦被接收到邻近边缘100的内表面的蜗室内，就沿方向B流到离心颗粒分离器中。添加径流式风扇元件提供了亚大气压进口，并且避免需要蜗室壳体以供给离心分离器40。

离心颗粒分离器是由从相对板140延伸出去的延长环形体或者边缘160形成，其中设有多个导管130。导管130一起形成离心颗粒分离器，该离心颗粒分离器进一步从流出物流中去除颗粒和水。如可以看到的，这些导管130具有长且窄的纵横比。当颗粒、水和流体行进通过导管130（该导管作为离心器）时，该流中携带的颗粒的离心加速度使得其被抛向导管130的壁。所携带的水滴也被抛向导管130的壁并且帮助冲洗下燃烧颗粒。所携带的材料然后在重力下沿导管130向下流回并且朝着邻近边缘100的内表面的蜗室流回，该材料然后在该蜗室处通过排出孔110排出并且进入槽60中。大体上不含颗粒和水滴的流体在多个导管130的顶部处离开并且通过出口210被排出。

如在图1B中更加详细地图示的，基板120还包括中心毂127，离心分离器40通过该中心毂127可旋转地安装在容纳有驱动轴67A的柱69A上。驱动轴67A经由马达联接器50A由马达（未示出）驱动。柱69A容纳驱动轴67A，该驱动轴67A用于经由附接至毂127的转子联接器128驱动离心分离器。在该布置中，马达联接器50A用于直接驱动。

在流体通过出口210被排出前，由任何水携带的任何残留颗粒都被离心分离器40的上板140接收。设置排出孔150以排回到径流式风扇部件所处的腔室中。水也排出到导管130中以帮助去除导管130的壁上携带的任何材料。

槽

槽60接收水和颗粒并且使用离心水泵65，该离心水泵65也由马达联接器50A提供动力以向分离设备10A提供水，并且以润滑用于离心分离器40的轴承。

尤其，柱69还形成离心水泵65的进口，该泵65安装在槽60的底部。该泵65从槽60获取工作流体（例如水），并且将该工作流体分布至分离设备10A的需要流体供应的多个部件。其还可以用于定期地放出工作流体的一部分以排放。离心水泵65可以从配备有用旋转密封的驱动轴直接驱动以防止流体泄漏。替代地，离心水泵65可以被磁联接。在两种实施例中，一个驱动系统（例如电马达）驱动水泵65和离心分离器40。因此，在单个分离设备10A中便捷地实现了腔室压力的降低、颗粒洗涤以及工作流体循环。

腔室30A、离心分离器40和槽60同轴地共同位于共同壳体200A内。

尽管本文已经参照附图详细地公开了本发明的说明性实施例，但应理解，本发明不限于这些明确的实施例，并且在不背离所附权利要求书及其等同所限定的本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可以在其中做出多种改变和修改。

Claims (19)

1.一种分离器设备，包括：

进口，所述进口能够操作以接收包括流体和颗粒的流出物流；

离心分离器，所述离心分离器包括能够操作以从所述流体分离出至少一些所述颗粒的径流式风扇和离心颗粒分离器；

流体出口，所述流体出口用于提供所述流体；以及

颗粒出口，所述颗粒出口用于提供从所述流体分离出的所述颗粒，

所述离心分离器包括由通过边缘联接的基板和相对板限定的圆柱形腔室，所述离心颗粒分离器能够旋转并且包括多个导管，所述多个导管轴向地延伸靠近所述边缘以接收所述流出物流。

2.根据权利要求1所述的分离器设备，其中，所述流出物流包括水。

3.根据权利要求1所述的分离器设备，所述分离器设备包括进水口，所述进水口能够操作以将水引入到所述流出物流。

4.根据权利要求1所述的分离器设备，其中，所述进口位于所述相对板的中心。

5.根据权利要求3所述的分离器设备，其中，所述颗粒出口位于所述基板中并且能够操作以将所述颗粒和所述水排到槽中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的分离器设备，其中，所述流体出口位于所述相对板中并且能够操作以排出所述流体。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的分离器设备，其中，所述径流式风扇能够旋转并且包括从所述进口朝着所述边缘延伸的多个叶片。

8.根据权利要求7所述的分离器设备，其中，所述叶片朝着所述边缘逐渐变小。

9.根据权利要求8所述的分离器设备，其中，所述叶片在所述边缘之前终止以限定蜗室，被所述叶片加速的所述流出物流接收在所述蜗室中。

10.根据权利要求9所述的分离器设备，其中，所述蜗室的壁配置为携带所述颗粒和所述流出物流以从所述流体分离出所述颗粒和所述流出物流。

11.根据权利要求7所述的分离器设备，其中，所述颗粒出口设置为靠近所述边缘和所述叶片的端部中的至少一个。

12.根据权利要求7所述的分离器设备，其中，流体出口设置为靠近所述边缘和所述叶片的端部中的至少一个。

13.根据权利要求9所述的分离器设备，其中，所述导管的壁配置为携带所述颗粒和所述流出物流，以在所述导管的旋转期间在所述流出物流被输送通过所述导管时，从所述流体分离出所述颗粒和所述流出物流。

14.根据权利要求13所述的分离器设备，其中，每个导管包括：用于接收所述流出物流的导管进口以及如同用于排出所述流体的所述出口的导管出口，所述壁携带的所述颗粒和所述流体通过所述进口排回。

15.根据权利要求13至14中任一项所述的分离器设备，其中，所述导管形成在沿着所述边缘延伸的环形体内。

16.根据权利要求13至14中任一项所述的分离器设备，其中，从被所述径流式风扇的所述蜗室的所述壁携带的所述颗粒和所述流体分离出的流体被输送至所述离心颗粒分离器的导管。

17.根据权利要求1至5中任一项所述的分离器设备，其中，所述进口与所述离心分离器之间的公差的尺寸设置为所述公差被水填充以提供旋转密封。

18.根据权利要求1至5中任一项所述的分离器设备，所述分离器设备包括泵，所述泵能够操作以将从所述颗粒出口接收的水泵送至进水口和支撑所述离心分离器的轴承中的至少一个。

19.一种处理流出物流的方法，包括：

在进口接收包括流体和颗粒的流出物流；

用包括径流式风扇和离心颗粒分离器的离心分离器从所述流体离心地分离出至少一些所述颗粒；

在流体出口提供所述流体；以及

在颗粒出口提供从经处理的流体分离出的所述颗粒，

所述离心分离器包括由通过边缘联接的基板和相对板限定的圆柱形腔室，所述离心颗粒分离器能够旋转并且包括多个导管，所述多个导管轴向地延伸靠近所述边缘以接收所述流出物流。

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